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硅烷偶联剂掺杂炭黑制备抗静电硅橡胶及其性能研究

硅烷偶联剂掺杂炭黑制备抗静电硅橡胶及其性能研究

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作者：杜海峰西安科技大学

学位级别：硕士

随着现代科技的发展,工业生产及工厂制造产生的危害越来越受到人们的重视,静电也成为重点安全防范之一,抗静电要求被越来越多的应用领域提出。硅橡胶因其优良的耐高温性、耐寒性、耐辐射性、生理惰性和稳定的化学性等特性广泛应用于各... 详细信息

随着现代科技的发展,工业生产及工厂制造产生的危害越来越受到人们的重视,静电也成为重点安全防范之一,抗静电要求被越来越多的应用领域提出。硅橡胶因其优良的耐高温性、耐寒性、耐辐射性、生理惰性和稳定的化学性等特性广泛应用于各个领域,但在使用过程中经常会因摩擦产生静电,导致其在使用范围受到限制。在满足硅橡胶使用的基本性能前提下,本文以甲基乙烯基硅橡胶为基体,过氧化二苯甲酰为硫化剂,炭黑f900b作为导电填料类抗静电剂制备抗静电硅橡胶。首先,通过炭黑f900b掺杂对硅橡胶体积电阻率、力学性能和物理性能的影响,确定抗静电硅橡胶的基础配方,以及不同添加量炭黑f900b对硅橡胶温阻、压阻特性的影响。结果表明,当炭黑f900b添加量为35phr时硅橡胶综合性能最好,即为抗静电硅橡胶基础配方,试样体积电阻率为1.64×103Ω·cm,硬度为59.30 HO,表观密度为1.145 kg·m-3,回弹率为27%,拉伸强度为2.81 MPa,断裂伸长率为645.40%,撕裂强度为19.96 kN·m-1;不同添加量炭黑f900b对硅橡胶温阻、压阻特性的影响表明,炭黑f900b添加量较多时电阻变化更加稳定。其次,在抗静电硅橡胶基础配方上,探讨了不同氨基含量的硅烷偶联剂KH-550和KH-792分别掺杂炭黑f900b对抗静电硅橡胶体积电阻率、力学性能和物理性能的影响,以及两种硅烷偶联剂分别掺杂炭黑对硅橡胶温阻、压阻特性影响。结果表明,当硅烷偶联剂KH-792为炭黑掺杂剂且其用量为4wt%时,抗静电硅橡胶综合性能最优,试样体积电阻率为1.33×103Ω·cm,与为掺杂相比下降了 18.9%,撕裂强度为21.86kN·m-1,拉伸强度为3.22 MPa,断裂伸长率为668.85%,硬度为61.30HO,回弹率为29.8%,表观密度为1.141kg·m-3;两种硅烷偶联剂分别掺杂炭黑对硅橡胶温阻、压阻特性影响表明,双氨基官能团硅烷偶联剂KH-792掺杂炭黑后的硅橡胶较单氨基官能团硅烷偶联剂KH-550抗静电性能更好。最后,基于硅烷偶联剂KH-792掺杂炭黑后制备抗静电硅橡胶泡沫材料,探讨了微球发泡剂f-82D用量对抗静电硅橡胶体积电阻率、力学性能和物理性能的影响。结果表明,当发泡剂f-82D用量为3 phr时抗静电硅橡胶综合性能最优,为中发泡泡沫材料,试样体积电阻率为8.82×103Ω·cm,孔隙率为69.10%,落球回弹率为51%,表观密度为0.354 kg.m-3,撕裂强度为2.07 kN·m-1,拉伸强度为0.32 MPa,断裂伸长率为116.04%,硬度为41.40 HO。

关键词：抗静电硅橡胶炭黑f900b 硅烷掺杂发泡

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